干旱具有发生频率高、持续时间长、波及范围广等特点,长期制约着社会经济和人类文明发展。因而,深入认识干旱现象的形成机理和演变规律,精确刻画干旱事件的定量特征和多元属性,对于提高灾害预警水平,加强灾害风险管理,优化区域水资源配置等,具有重要意义。论文全面总结了干旱定义与内涵的发展历程,综述了国内外干旱指标计算、干旱特征分析和变化环境下干旱评估方法的研究进展。以我国最严格水资源管理制度试点流域——汉江流域为研究对象,开展了水文干旱指标和频率分析计算方法研究。主要成果和结论如下:（1）提出了基于最大熵原理（POME）的月径流分布构建方法,计算了标准化径流干旱指数SDI,评估了汉江30个子流域历史水文干旱情势。结果表明:与Normal、Log-normal、Weibull、Pearson Type Ⅲ等常用概率分布相比,POME分布模型可以最大程度地利用实测水文数据中的信息,有效拟合不同时间尺度的累积月径流量,表现出良好的适用性;随着时间尺度的增大,采用不同分布拟合同一尺度的月径流量,差别有所减少,月径流量概率分布特征趋于正态化。（2）基于一个改进的两参数月水量平衡模型,模拟了汉江30个子流域出口断面的月径流过程。利用随机变量函数换元积分方法和Copula函数理论,由月降水量、潜在蒸散发量和前期土壤含水量的边缘分布,推导了逐月径流的概率分布函数,计算了标准化径流指数SRI。通过主要干旱特征（历时D、强度S、平均强度I、间隔时间L）与四个表征流域气候和下垫面特点的无量纲参数（干旱指数AI、调蓄因子BI、蒸发尺度转换因子C、径流系数RC）的相关性分析,探索了汉江流域水文干旱演变的控制性要素。结果表明:改进的月水量平衡模型可以较好地模拟月径流过程;由流域气象因子和下垫面前期产流条件的联合分布,推导而来的月径流概率分布具有令人满意的精度;汉江流域水文干旱的形成与发展,主要受流域下垫面要素的控制,但气候要素的作用也不容忽视。（3）建立了考虑汉江流域水资源分配和水库运行的水资源模拟配置模型,模拟了汉江干流丹江口入库和皇庄两个重要控制断面受调蓄后的月径流过程。以表征人类活动的定量化因子——农业生产用水量和水库因子作为协变量,基于时变矩方法对产生变异的月径流序列进行了非一致性频率分析,提出了非一致性标准化径流指数NSRI。结果表明:受人类活动的影响,汉江流域部分月径流序列的一致性受到了破坏;基于非一致性月径流分布计算的NSRI指标和原SRI指标,在描述流域水文干旱特征时有一定的差异,前者具有较高的敏感性,对于一些强烈或极端干旱事件的反应更加明显。（4）采用不同的水文气象变量,计算了代表不同水文循环环节的标准化干旱指数。从信息传递的角度出发,采用传递摘,计算了不同类型干旱指标之间的信息传递方向和强度,分析了汉江流域干旱传播和演变规律。结果表明:汉江流域的干旱现象主要源于降水与气温异常所造成的气象干旱;气象干旱随之向由土壤含水量所代表的农业干旱领域,和由径流量所代表的水文干旱领域传播,.但流域（土壤、河道等）的调蓄作用会反过来通过陆气相互作用影响气象因子;农业与水文干旱的相互作用紧密,呈现高度的同步性,一般难以区分,根据流域调蓄能力的不同可能存在不同的驱动机制。（5）利用三种特定的年径流概率分布（Log-normal、Gamma和Normal）的统计特征,推导了水文干旱历时和强度的均值和方差的解析表达式。在假定干旱历时和强度分别服从几何分布和Gamma分布的基础上,根据均值、方差与概率分布形状和尺度参数之间的关系,反推得到其分布参数,计算了平均间隔时间大于或等于某一量级的干旱事件重现期。通过长系列资料的模拟,验证了方法的有效性。结果表明:利用资料相对丰富的径流序列,推导干旱事件特征的概率分布,可以在一定程度上克服传统水文重现期公式在多年连续干旱情况下并不适用的不足,具有较强的统计基础;所推求的各项干旱特征的概率分布和干旱事件的重现期,均具有可靠的精度,尤其对于重现期较小的干旱事件;汉江流域水文干旱事件的发生频率与量级,具有较大的空间异质性,同一干旱强度对应的事件在不同流域的重现期差异较大,这种差异主要由流域年径流自身统计特性（Cv值）决定,且随着干旱截取阈值的降低而扩大。